- 物质性质的研究
- 共799题
金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
(1)基态Ni原子的价电子(外围电子)排布式为 ;
(2)金属镍能与CO形成配合物Ni(CO)4,写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式 、 ;
(3)很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应。
如①CH2=CH2、②HC≡CH、③
(4)Ni2+和Fe2+的半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO FeO(填“＜”或“＞”);
(5)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为 ;
正确答案
(1)3d84s2
(2)N2 CN-(或
(3)①③④ 平面三角 (4)＞ (5)LaNi5或Ni5La
(1)根据构造原理可知,基态Ni原子的价电子(外围电子)排布式为3d84s2。
(2)价电子数与原子数都分别相等的粒子是等电子体,因此与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式分别是N2和CN-或
(3)乙烯、苯、甲醛都是平面形结构,因此碳原子都是sp2杂化。乙炔是直线形结构,所以碳原子是sp杂化,因此答案选①③④。甲醛分子中中心碳原子价层电子对数=
(4)NiO和FeO形成的晶体都是离子晶体,构成离子晶体的离子半径越小,电荷数越多,离子键越强,晶格能越大,熔点就越高,所以NiO的熔点大于FeO的熔点。
(5)根据晶胞的结构可知,La原子的个数是8×1/8=1,Ni原子个数是8×1/2+1=5,所以化学式是LaNi5或Ni5La。
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGs（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
（1）亚铜离子（Cu+）基态时的价电子排布式表示为 。
（2）硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 （用元素符号表示）。
（3）Cu晶体的堆积方式是 （填堆积名称），其配位数为 ；往Cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]SO4，下列说法正确的是_____
（4）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H3BO3）溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因。
①H3BO3中B的原子杂化类型为 ；
②写出硼酸在水溶液中的电离方程式 。
（5）硅与碳是同一主族元素，其中石墨为混合型晶体，已知石墨的层 间距为335pm,C-C键长为142pm,计算石墨晶体密度（要求写出计算过程，得出结果保留三位有效数字,NA为6.02×1023mol-1）
正确答案
（1）3d10（1分）
（2）Br〉As〉Se（2分）
（3）12 （2分） 面心立方最密堆积 AD（2分）
（4）①sp2（2分）②
（5）石墨的层间距为335pm，可以认为一层石墨的厚度是335pm。对某一层石墨中的一个六元环，正六边形环的边长是142pm，面积S=6×1/2×142×142sin(π/3)=52387.6pm2。环的厚度h=335pm那么一个环占有的体积V=Sh=52387.6×335=1.754×107pm3=1.754×10-23cm3。六元环中每个C原子都被3个环共用，一个环实际有2个C原子。一个环的质量m=2M/NA=2×12.01/(6.023×1023)=3.988×10-23g。
所以，石墨的密度ρ=m/V=3.988/1.754=2.27g/cm3。（4分）
试题分析：（1）铜是29号元素，铜原子失去一个电子变成亚铜离子，所以亚铜离子核外有28个电子，根据构造原理写出其核外电子排布式基态铜离子（Cu+）的价电子排布式为：3d10
（2）同一周期中元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第VA族元素最外层p轨道处于半充满状态较稳定，第一电离能大于其相邻元素；As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大，这三种元素依次属于第IVA族、第VA族、第VIA族，3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se；
（3）金属铜为面心立方堆积，配位数为12；在[Cu(NH3)4]SO4中含有离子键、极性键和配位键；配位键的形成：NH3给出孤对电子，Cu2+提供空轨道；同一周期中元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第VA族元素最外层p轨道处于半充满状态较稳定，第一电离能大于其相邻元素；同一族中元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈减小的趋势，所以第一电离能最大的为氮元素；选A、D；
（4）①H3BO3中B原子和三个羟基相连，具有具有平面三角的构形，B是sp2杂化；②H3BO3为缺电子化合物，溶于水后和水电离产生的OH-通过配位键结合形成[B(OH)4]-，故H3BO3的电离方程式为
Ⅰ．现有A、B、C、D、E五种强电解质，它们在水中可电离产生出下表所列的各种阴、阳离子（注意各种离子不能重复）：
已知：
①用pH试纸检验A、B两溶液呈碱性；而C、D、E三溶液呈酸性．
②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生；A溶液与C溶液反应只有气体产生（注：沉淀包括微溶物，下同）．
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀；C溶液只能与D溶液反应产生沉淀．
请回答下列问题：
（1）写出A溶液呈碱性的原因（用离子方程式表示）：______．
（2）向含1molE的溶液中逐滴加入B，以n（B）为横坐标以n（沉淀）为纵坐标．请在图中画出相应的图象：
（3）写出C溶液与D溶液反应的离子方程式：______．
Ⅱ．已知短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，X、Y、Z的最外层电子数之和为13，Y是所在周期中金属性最强的，X、Z在同一主族．请回答下列问题：
（1）能证明Y2ZX3溶液显碱性，且在溶液中存在水解平衡的事实是______（填序号）．
a．滴入酚酞溶液变红，再加入稀H2SO4红色褪去
b．滴入酚酞溶液变红，再加入氯水红色褪去
c．滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液产生沉淀且红色褪去
（2）化合物Cu2X和Cu2Z可发生如下转化（其中D是纤维素水解的最终产物）：
Cu2Z
已知Cu2X与浓硝酸反应有红棕色气体生成，则该反应的化学反应方程式是：______．
（3）某温度下，在一个5L的密闭容器中充入0.2molZX2和0.1molX2，20s后达到平衡，测得容器中含有0.18molZX3，则用X2的浓度变化来表示该反应的平均速率是：v（X2）=______；此温度下该反应的化学平衡常数K=______（要求带单位）．
正确答案
Ⅰ．①A、B两溶液呈碱性，结合离子的共存可知，应为Ba（OH）2、Na2CO3中的一种，C、D、E溶液呈酸性，应为AgNO3、硫酸铝、HCl中的一种；
②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生，A溶液与C溶液反应只有气体产生，则A为Na2CO3，B为Ba（OH）2，E为Al2（SO4）3，C为HCl；
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀；C只能与D反应产生沉淀，则D为AgNO3；
（1）Na2CO3溶液呈碱性的原因（用离子方程式表示）为CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，故答案为：CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-；
（2）向含1molAl2（SO4）3的溶液中逐滴加入Ba（OH）2，开始发生反应：Al2（SO4）3+3Ba（OH）2=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓，1molAl2（SO4）3完全反应消耗3molBa（OH）2，生成3molBaSO4、2molAl（OH）3，沉淀最大为5mol，然后发生反应Ba（OH）2+2Al（OH）3=Ba（AlO2）2+4H2O，2molAl（OH）3完全溶解消耗1molBa（OH）2，此时沉淀为3molBaSO4，再滴加Ba（OH）2，沉淀不发生变化，沉淀的量随Ba（OH）2物质的量变化关系为：
（3）C溶液与D溶液反应的离子方程式为Cl-+Ag+=AgCl↓，故答案为：Cl-+Ag+=AgCl↓；
Ⅱ．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，X、Y、Z的最外层电子数之和为13，Y是所在周期中金属性最强的，Y处于ⅠA族，X、Z在同一主族，则X、Z最外层电子数=
（1）如果亚硫酸钠不水解，则溶液中氢氧根离子和氢离子浓度相等，溶液呈中性，向溶液中加入酚酞后溶液不变色，加入和亚硫酸根离子反应的物质后，溶液红色褪色，则证明存在水解平衡；
a．滴入酚酞试液变红，说明溶液呈碱性，酚酞在pH大于8时，呈红色，加入硫酸溶液后，溶液褪色，溶液可能呈酸性越可能呈碱性，若为酸性，不能说明平衡移动，不能说明存在SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-水解平衡，故a错误；
b．滴入酚酞试液变红，再加入氯水后，氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，能使红色褪色，氯气具有强氧化性，Cl2+SO32-+H2O═SO42-+2Cl-+2H+，Cl2+HSO3-+H2O═SO4 2-+2Cl-+3H+，溶液褪色，不能说明存在SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-水解平衡，故b错误；
c．滴入酚酞试液变红，说明溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，再加入氯化钡溶液后，钡离子和亚硫酸根离子反应而和亚硫酸氢根离子不反应，钡离子和亚硫酸根离子反应生成亚硫酸钡沉淀，且溶液红色褪去，所以说明存在SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-水解平衡，故c正确，
故答案为：c；
（2）Cu2X为氧化亚铜，Cu2O与浓硝酸反应生成红棕色的气体为NO2，该反应的方程式为：Cu2O+6HNO3（浓）=2Cu（NO3）2+2NO2↑+3H2O，
故答案为：Cu2O+6HNO3（浓）=2Cu（NO3）2+2NO2↑+3H2O；
（3）某温度下，在一个5L的密闭容器中充入0.2molSO2和0.1molO2，20s后达到平衡，测得容器中含有0.18molSO3，则SO2的起始浓度=
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）
开始（mol/L）：0.04 0.02 0
转化（mol/L）：0.036 0.018 0.036
平衡（mol/L）：0.004 0.002 0.036
故v（O2）=
此温度下该反应的化学平衡常数K=
故答案为：9×10-4mol/（L•S）；4.05×104L/mol．
已知:A、B、C、D、E、F是周期表中前36号元素,A是原子半径最小的元素,B元素基态原子的2p轨道上只有两个电子,C元素的基态原子L层只有2对成对电子,D是元素周期表中电负性最大的元素,E2+的核外电子排布和Ar原子相同,F的核电荷数是D和E的核电荷数之和。
请回答下列问题:
(1)分子式为BC2的空间构型为 形;F2+的核外电子排布式为 。
(2)A分别与B、C形成的最简单化合物的稳定性B C(填“大于”或“小于”);A、C两元素可组成原子个数比为1∶1 的化合物,C元素的杂化类型为 。
(3)A2C所形成的晶体类型为 ;F单质形成的晶体类型为 。
(4)F元素氧化物的熔点比其硫化物的 (填“高”或“低”),请解释其原因
。
(5)E元素与C元素形成的化合物是 化合物,其晶体熔化时破坏的作用力是 ,晶体EC的熔点比晶体BC2的熔点 (填“高”或“低”)。
正确答案
(1)直线 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
(2)小于 sp3
(3)分子晶体 金属晶体
(4)高 CuO的晶格能大于CuS的晶格能
(5)离子 离子键 高
由题意可以判断出A为H元素,根据电子排布特点可以得出B为C元素,C为O元素。电负性最大的是非金属性最强的F元素,E为Ca元素,F应该是29号元素Cu。(1)CO2的空间构型为直线形,Cu2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)氧元素非金属性比碳元素强,可知稳定性CH4
M是原子序数<30的一种金属，常用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门，M原子的最外层有空轨道，且有两个能级处于电子半充满状态。
（1）M原子的外围电子排布式为_____________________，在周期表中属于 区元素。
（2）M的堆积方式属于钾型，其晶胞示意图为______(填序号)。
（3）MCl3·6H2O有三种不同颜色的异构体
A、[M(H2O)6]Cl3，B、[M(H2O)5Cl]Cl2·H2O和C、[M(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。为测定蒸发MCl3溶液析出的暗绿色晶体是哪种异构体，取0.010 mol MCl3·6H2O配成溶液，滴加足量AgNO3溶液，得到沉淀2.870 g。该异构体为_______________ (填A或B或C)。
（4） MO2Cl2常温下为暗红色液体，熔点－96.5℃，沸点117℃，能与丙酮(CH3COCH3)、CCl4、CS2等互溶。
①固态MO2Cl2属于________晶体；
②CS2中碳原子和丙酮(CH3COCH3)羰基中的碳原子分别采取的杂化方式为______杂化和________杂化。
（5）＋3价M的配合物K[M(C2O4)2(H2O)2]中，配体是______，与C2O42-互为等电子体的分子是(填化学式)__________。
正确答案
（15分）（1）3d54s1（2分） d（1分） （2）B（2分） （3）B（2分）
（4）①分子（2分）②sp、sp2（2分）（5）C2O42-、H2O （2分）N2O4（2分）
试题分析：（1）M原子的最外层有空轨道，且有两个能级处于电子半充满状态，说明M为Cr，Cr原子的外围电子排布式为：3d54s1；在元素周期表位于d区。
（2）Cr的堆积方式属于钾型，K为体心立方堆积，故B型正确。
（3）取0.010 mol MCl3·6H2O配成溶液，滴加足量AgNO3溶液，得到沉淀2.870 g，沉淀为AgCl，所以Cl‾的物质的量为：2.870g÷143.5g/mol=0.2mol，说明1mol该物质含有2mol Cl‾，故B项正确。
（4）①MO2Cl2常温下为暗红色液体，熔点－96.5℃，沸点117℃，熔沸点较低，所以固态MO2Cl2属于分子晶体。
②CS2的结构类似于CO2，所以CS2中碳原子的杂化方式为sp杂化；丙酮(CH3COCH3)羰基中的碳原子形成了3个σ键，无孤对电子，所以为sp2杂化。
（5）根据配合物K[M(C2O4)2(H2O)2]可知配体为：C2O42-、H2O；C2O42-含有46各电子，所以与N2O4互为等电子体。
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